生物人教版（2019）必修1 6.1细胞的增殖课件（共45张ppt）

(共45张PPT)
本节聚焦:
细胞通过什么方式增殖？
什么叫着细胞增殖？
细胞有丝分裂的过程是怎样的？它有什么生物学意义？
必修1/第6章/细胞的生命历程/
第1节 细胞的增殖
象与鼠
象与鼠的个体大小相差十分悬殊。
讨论
1.请推测象与鼠相应器官或组织的细胞大小是否也有很大差异。
细胞大小基本一致。
既靠细胞的体积的增大(细胞生长实现)，也靠细胞的数量的增多(细胞分裂实现)，主要靠细胞数量的增多。
2.生物体的生长是靠细胞数量的增多，还是靠细胞体积的增大？
而细胞数量的增多，是通过细胞分裂来实现的。
一、细胞增殖
1.什么是细胞增殖：
细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。
思考：对于单细胞生物如草履虫，细胞增殖的意义是什么？对于多细胞生物如人，细胞增殖的意义又是什么？
繁衍。
多细胞生物经过细胞增殖和分化发育为成体；衰老、死亡的细胞的更新。
2.意义:
细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
细胞增殖包括：物质准备和细胞分裂两个连续的过程。
细胞在分裂之前，必须进行一定的物质准备，特别是遗传物质要进行复制。
即：“物质准备----分裂----物质准备----分裂-----”
4.特点：
细胞增殖具有“周期性”。
一、细胞增殖
3.过程：
二、细胞周期
1.什么是细胞周期：
连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。
完成 的复制；有关 的合成；同时细胞有___________。
(1)分裂间期：
(2)分裂期：
2.两个阶段：
时间占细胞周期的5%--10%；
时间占细胞周期的90%--95%；
从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前,进行活跃的物质准备；
DNA分子
蛋白质
开始进行细胞分裂。有丝分裂包括前期、中期、后期、末期。
适度的生长
细胞类型 分裂间期 分裂期 细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 17.3
小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 15.3
人的肝细胞 21 1 22
人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22
不同细胞的细胞周期持续时间/h
结论：
二、细胞周期
1.细胞周期分为分裂间期和分裂期，分裂间期较长；
2.不同细胞的细胞周期长度不一样；
3.不同细胞周期的分裂期或分裂间期占比重不一样。
二、细胞周期
3.细胞周期表示方法：
准确理解“细胞周期”；
只有“连续分裂的细胞”才具有细胞周期；
如：发育中的受精卵、早期胚胎细胞、干细胞、根尖分生区细胞、茎的形成层细胞、皮肤生发层细胞、癌细胞等。
间期在前，分裂期在后；
不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一。
暂停分裂或不再分裂、高度分化的细胞无细胞周期；
如：如神经细胞、肌纤维细胞等。
二、细胞周期
3.细胞周期表示方法：
方法一：扇形图
C
A
B
细胞周期：
分裂间期：
分 裂 期：
A→B→C→A
A→B→C
C→A
方法二：直线图
A B C D E F G
A→C、C→E、E→G
细胞周期：
分裂间期：
分 裂 期：
A→B、C→D、E→F
B→C、D→E、F→G
三、有丝分裂
在分裂间期结束后，细胞进入分裂期，开始进行细胞分裂。在分裂间期复制成的DNA如何平均分配到两上子细胞中呢？
真核细胞主要是通过有丝分裂来完成的。人们根据染色体的行为将它分为四个时期：前期、中期、后期、末期。
三、有丝分裂
螺旋缠绕、缩短变粗
解开螺旋
染色质(分裂间期)
染色体(分裂期)
染色体(由DNA和蛋白质组成)与染色质是同一物质在不同时期的不同存在形态。
染色体数：
染色单体数：
DNA数：
着丝粒分裂
1
2
2
2
0
2
姐妹染色单体
子染色体
三、有丝分裂
1.分裂间期
(物质准备)
分裂间期
完成DNA分子的复制；
有关蛋白质的合成；
同时细胞有适度的生长。
进行活跃的物质准备：
DNA数目加倍，染色体数目不变。
主要进行RNA和有关蛋白质(如DNA聚合酶等)的合成，为S期DNA的复制做准备。
主要进行DNA的复制。
主要进行RNA和蛋白质的合成，特别是微管蛋白(中心体的成分)的合成，为分裂期做准备。
分裂间期
G1期：
S期：
G2期：
三、有丝分裂
2.分裂期
前期
中期
末期
后期
子细胞
膜仁消失显两体
形定数清赤道齐
粒裂数增均两极
两失两现新壁见
三、有丝分裂
2.分裂期
前期：
着丝粒
染色体
纺锤丝
膜仁消失现两体
核膜逐渐消失、核仁逐渐解体；
从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。
染色质缩短变粗形成为染色体，
染色体散乱分布；
染色体数目不变；
DNA数目加倍。
形态变化：
数目变化：
思考：姐妹染色单体在 可见，形成于_________。
前期
分裂间期
三、有丝分裂
2.分裂期
中期：
形态变化：
数目变化：
每条染色体的着丝粒排列在细胞
中央“赤道板”上；
染色体的形态比较稳定，
数目比较清晰。
染色体条数不变；
DNA数目不变。
思考：观察染色体和计算染色体数目最好的时期是 。
中期
形定数清赤道齐
染色体
三、有丝分裂
2.分裂期
后期：
形态变化：
数目变化：
子染色体
着丝粒分裂成2个，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，染色体数目加倍。
纺锤丝牵引子染色体移向细胞两极，细胞的两极各有一套形态和数目完全相同的染色体。
染色体数目加倍；
DNA数目不变；
姐妹染色单体变为0。
粒裂数增均两极
三、有丝分裂
2.分裂期
末期：
两失两现新壁见
核膜
细胞板
细胞壁
形态变化：
数目变化：
染色体变成染色质；
纺锤丝逐渐消失；
出现新的核膜和核仁，
形成2个新的细胞核；
在赤道板的位置出现一个细胞板，并逐渐扩展形成分隔两个子细胞的新的细胞壁。
染色体和DNA数目均减半。
三、有丝分裂
两组中心粒的周围,发出大量放射状的星射线,两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体。
细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后把细胞缢裂成两部分,每部分都含有一个细胞核。这样,一个细胞就分裂成了两个子细胞。
动物细胞也要进行有丝分裂，那么，动物细胞的有丝分裂与植物细胞有哪些相同点和不同点呢？
归纳：动物细胞与植物细胞有丝分裂比较
动物细胞有丝分裂的过程,与高等植物细胞的基本相同。
不同的特点:
第一,动物细胞有由一对中心粒构成的中心体,中心粒在间期倍增,成为两组。进入分裂期（前期）后,两组中心粒分别移向细胞两极。在这两组中心粒的周围,发出大量放射状的星射线,两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体；
第二,动物细胞分裂的末期不形成细胞板,而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后把细胞缢裂成两部分,每部分都含有一个细胞核。这样,一个细胞就分裂成了两个子细胞。
观察动物细胞的有丝分裂模式图
讨论:
1.动物细胞的有丝分裂与植物细胞相比，在染色体的行为、染色体和DNA数目的变化等方面有什么共同规律？
动物细胞与植物细胞有丝分裂的相同点和不同点
染色体行为方面：
两者均在前期由染色质螺旋化成染色体；均由纺锤丝牵引;
中期排在赤道板上；
在后期着丝粒分裂，由纺锤丝牵引拉向两极。
染色体数目方面：
染色体和DNA均在间期复制， 染色体数目不变，DNA数目加倍；
后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，DNA数目不变；
分裂结束细胞的染色体与DNA数目都保持不变。
2.动物细胞的有丝分裂与植物细胞的有什么不同？
动物细胞与植物细胞有丝分裂的相同点和不同点
前期 末期
区别
植物
动物
图像
纺锤体的形成方式
子细胞形成方式
由细胞两极直接发出的纺锤丝形成纺锤体
细胞板向周围扩展形成细胞壁
由两组中心粒发出的星射线形成纺锤体
细胞膜从中部向内凹陷，缢裂成两个子细胞
3.细胞有丝分裂的重要意义是什么？
动物细胞与植物细胞有丝分裂的相同点和不同点
将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）之后，精确平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
思考：染色体、DNA数目变化特点？
项目 数目增加 数目减少 时期 原因 时期 原因
DNA
染色体 间期
后期
DNA复制
着丝粒分裂
末期
平均分到两个子细胞中
归纳：有丝分裂中DNA、染色体、染色单体数目的变化规律
间期 前期 中期 后期 末期
DNA数目
染色体数目
染色单体数目
(设体细胞染色体数2N）
2N→4N
2N
0→4N
4N
2N
4N
4N
2N
4N
4N
4N
0
2N
2N
0
归纳：有丝分裂中DNA、染色体、染色单体数目变化曲线图
核DNA的数目变化曲线（2n→4n→2n）
0
4N
2N
间期
前期
中期
后期
末期
核DNA数
间期
DNA复制
末期结束，核DNA随染色体平均分配到两个子细胞中去。
归纳：有丝分裂中DNA、染色体、染色单体数目变化曲线图
染色体的数目变化曲线（2n→4n→2n）
染色体数
后期
着丝粒分裂
末期结束，染色体平均分配到两个子细胞中
0
4N
2N
间期
前期
中期
后期
末期
归纳：有丝分裂中DNA、染色体、染色单体数目变化曲线图
染色单体的数目变化曲线（0→4n→0）
0
4N
2N
间期
前期
中期
后期
末期
染色单体数
间期染色体复制形成染色单体，一条染色体上有两条染色单体
后期着丝粒分裂，染色单体消失
三、有丝分裂
体细胞一般能够分裂________次，但是有的细胞受到__________的作用，细胞中____________发生变化，就变成了_______________的、______________的__________细胞，这种细胞就是癌细胞；
50-60
致癌因子
遗传物质
不受机体控制
连续进行分裂
恶性增殖
无丝分裂
1.过程:
细胞核延长
缢裂成两个细胞核
整个细胞缢裂成两个子细胞
2.特点:
在分裂过程中，没有出现纺锤丝和染色体的变化。
染色质、DNA也要进行复制，并且细胞要增大。
3.举例:
蛙的红细胞
运用模型作解释
细胞不能无限长大的原因有很多。细胞的大小影响物质运输的效率，可以作为一种解释。
1.现有3个大小不同的细胞模型，如下图所示。计算每个“细胞”的表面积与体积之比值。
384
512
0.75
96
64
1.5
24
8
3
细胞模型的边长/cm 表面积/cm2 体积/cm3 表面积/体积 葡萄糖扩散的深度/cm 葡萄糖扩散的体积/整个“细胞”的体积
2
4
8
384
512
0.75
96
64
1.5
24
8
3
0.5
0.5
0.5
0.33
0.71875
0.875
运用模型作解释
1.物质在细胞中的扩散速度是一定的，假定某种物质如葡萄糖通过“细胞膜”后，向内扩散的深度为0.5mm，计算这3个“细胞”中物质扩散的体积与整个“细胞”体积的比值。
运用模型作解释
讨论：
1.细胞的表面积和体积的比值与细胞的大小有什么关系？
细胞越大，细胞的表面积和体积的比值越小。
3.细胞越小，越有利于细胞与外界的物质交换，那么，细胞是越小越好吗？
2.从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？
细胞越大，细胞的表面积和体积的比值越小，物质运输的效率越低。
不是。细胞中有众多的必需物质和细胞器，细胞太小，就没有足够的空间，细胞就不能进行相应的生命活动，发挥出相应的生理功能。
物质在细胞中的扩散速率是 ，但细胞体积越大，其相对表面积 ，细胞与环境之间物质交流的面积 。即细胞体积越大，其物质运输的效率 。 与 的关系限制了细胞的长大。
一定的
越小
相对变小
越低
细胞表面积
体积
结论：
运用模型作解释
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
实验原理
在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞；
用高倍显微镜观察有丝分裂不同时期的细胞中染色体的行为；
染色体(质)容易被碱性染料甲紫溶液染成深色。
成熟区
伸长区
分生区
根冠
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
材料用具
染色剂:
解离液:
质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红液）
质量分数为15%的盐酸和体积分数95%的酒精（1:1混合）
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
方法步骤
1.洋葱根尖的培养
实验前3～4d，将洋葱放在装满清水的广口瓶上，底部接触水；装置放在温暖处；待根长约5cm时取用；
注意: 选择染色体数目较少且分裂期占细胞周期时间比例大的根尖作为实验材料；
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
方法步骤
2.装片制作
目的:
用药液使组织中的细胞相互分离开来.
注意:
解离时间为3-5min，不宜过长或过短；
过长：根尖过分酥软，无法用镊子夹取，影响漂洗和染色，染色体成分也可能被破坏；
过短：解离不充分，细胞不易分散；
解离
制片流程
解离
漂洗
染色
制片
①一般在上午10时至下午2时(此时根尖分生区有较多的细胞处于分裂期)，剪取根尖2～3mm左右(根不宜剪过长，防止剪到成熟区，影响后续细胞的寻找和观察) ，
②立即放入解离液中，在室温下解离3～5min。
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
方法步骤
2.装片制作
目的:
注意:
漂洗
制片流程
解离
漂洗
染色
制片
①待根尖软化后，用剪子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗。
②漂洗时间约10min。
洗去药液，防止解离过度；
一定要漂洗彻底：
防止残留的解离液继续破坏细胞；
盐酸会影响染色效果；
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
方法步骤
2.装片制作
目的:
注意:
染色
制片流程
解离
漂洗
染色
制片
①把根尖放入盛有染液的玻璃皿中染色。
②染色时间约3～50min。
甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色；
注意染色液浓度和染色时间，否则其他结构也可能会着色，显微镜下一片紫色，无法观察；
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
方法步骤
2.装片制作
目的:
注意:
制片
制片流程
解离
漂洗
染色
制片
①用镊子取出根尖，放在载玻片上，加一滴清水；
②用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，然后用拇指轻轻按压盖玻片。
使细胞分散开来，有利于观察；
压片用力必须恰当：
过重会将组织压烂；
过轻细胞不能完全分散开。
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
方法步骤
3.洋葱根尖细胞有丝分裂的观察
(1)把制好的装片先放在低倍显微镜观察，找到分生区细胞(细胞呈正方形，排列紧密)。再换成高倍显微镜仔细观察，先找分裂中期图像，再找前期、后期、末期的细胞；
低倍镜下的细胞
高倍镜下的细胞
注意观察各时期的染色体形态和分布特点。最后观察分裂间期的细胞。
中期
后期
间期
末期
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
方法步骤
3.洋葱根尖细胞有丝分裂的观察
(2)如果自制装片的效果不太理想，可以观察洋葱根尖有丝分裂固定装片。
固定装片
中期
后期
间期
末期
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
方法步骤
3.洋葱根尖细胞有丝分裂的观察
(3)调节显微镜的放大倍数，使视野中看到约50个细胞，统计各个时期的细胞数并记录；转移视野到另一个区域再观察统计记录。填入表中。
细胞周期 样本1 样本2 总数 占比
分裂间期
分 裂 期 前期
中期
后期
末期
总数
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
方法步骤
4.绘图
绘出植物细胞有丝分裂中期简图。
分生区细胞中，间期的细胞最多，因为在细胞周期中，间期所占时间最长。
在显微镜下，不能观察到细胞能从前期到末期的变化过程，因为在解离时就已将细胞杀死，所观察的细胞都是停留在某一时期的死细胞。
若观察洋葱根尖时不能看到染色体，其原因可能是：没有找到分生区细胞；没有找到处于分裂期的细胞；染液过稀或染色时间过短等。
观察时的注意点：
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
讨论
1.在你的观察结果中，处于哪一时期的细胞最多？为什么？
分裂间期。因为分裂间期占细胞周期的90%～95%。
2.如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？
3.能否只通过观察一个细胞来描述不同时期的染色体特征图？
该时期细胞数目越多，所占时间越长。
不能；经过解离后的细胞已经死亡，无法再进行分裂，需要观察不同的细胞来描述不同时期的染色体特征。
练习与应用
一、概念检测
1. 洋葱根尖细胞中有16条染色体。判断下列相关表述是否正确。
(1)在显微镜下观察洋葱根尖细胞时，发现处于分裂期的细胞数量较多。
（ ）
(2)在细胞周期的分裂间期中，细胞要进行染色体复制，复制后染色体为32条。（ ）
×
×
染色体的数量
练习与应用
一、概念检测
2.在下面的坐标图中画出进行有丝分裂细胞的细胞周期中染色体和DNA的数量变化曲线。
DNA的数量
练习与应用
二、拓展应用
1.在细胞周期中，分裂间期持续的时间明显比分裂期长，你能对此作出合理的解释吗？
分裂间期持续时间明显比分裂期长，这是因为在分裂间期，细胞要进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，即为分裂期进行物质准备，这都需要时间。
2.细胞周期是靠细胞内部精确的调控实现的。如果这种调控出现异常，就可能导致细胞的癌变。因此，研究细胞周期的调控机制对防治癌症有重要意义。感兴趣的同学可以收集这方面的资料，了解其新进展。